JP2008161034A - バッテリ予備充電回路 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリ電圧が低すぎるまたはゼロのとき、バッテリに予備充電するために、予備充電スイッチをオンする予備充電回路を提供する。
【解決手段】予備充電回路は、予備充電パスと、予備充電スイッチと、低電圧予備充電回路とを有する。予備充電パスは、充電器からバッテリに予備充電電流を供給するために、充電器とバッテリとの間に接続されている。予備充電スイッチは、予備充電パスの導通性を管理するために、予備充電パスに接続されている。低電圧予備充電回路は、予備充電スイッチを制御するために、予備充電スイッチに接続されている。低電圧予備充電回路は、バッテリのバッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるときに、予備充電スイッチをオンにするように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリ保護回路に関するものであり、特にバッテリ予備充電（pre-charging）回路に関するものである。

典型的な大電力バッテリ保護回路では、充電ループおよび放電ループを制御するために、充電スイッチおよび放電スイッチがそれぞれ使用される。さらに、外部抵抗および予備充電スイッチは、予備充電の目的で使用される。

従来技術の図１は、従来技術によって、予備充電が実行できる典型的なバッテリ保護回路１００を示している。放電スイッチ１１２は放電ループを制御し、充電スイッチ１１０は充電ループを制御する。予備充電スイッチ２１４は、予備充電ループを制御する。

予備充電の間、制御装置１０２は、スイッチ１１６をオンにするために、ＰＣＨＧピンを介して電流を流す。したがって、予備充電スイッチのゲートは、バッテリの正端子に接続されている。そこで、バッテリを予備充電するために、予備充電スイッチ２１４はオンにされる。

しかしながら、バッテリ電圧が低すぎるとき、前記制御装置は動作できず、スイッチ１１６をオンにするための電流を十分に流すことができない。換言すれば、バッテリ電圧が低すぎるまたはゼロのとき、バッテリに予備充電するために予備充電スイッチをオンすることができない。

本発明は、バッテリ予備充電回路を提供する。本発明の一実施形態によれば、予備充電回路は、予備充電パスと、予備充電スイッチと、低電圧予備充電回路とを有する。前記予備充電パスは、充電器からバッテリに予備充電電流を供給するために、充電器とバッテリとの間に接続されている。前記予備充電スイッチは、予備充電パスの導通を管理するために、予備充電パスに接続されている。前記低電圧予備充電回路は、予備充電スイッチを制御するために、予備充電スイッチに接続されている。前記低電圧予備充電回路は、バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるときに、前記予備充電スイッチをオンにするように構成されている。

特許請求の範囲に記載された対象の実施形態の特徴及び利点は、以下の詳細な説明および図面を参照して明らかとなる。図面では、同一部品に同一番号が付されている。

ここで、本発明の実施形態について説明する。本発明を好ましい実施態様に関して説明するが、無論、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨および範囲内に含まれる代替手段、変更および均等物の内容を含むものとする。

さらに、下記の本発明の詳細な説明では、本発明を完全に理解するために、多くの具体例の詳細が記載されている。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細が無くても実施できることは、当業者には明らかである。また、良く知られている方法、手順、成分および回路は、本発明の態様を不必要に混乱させない様に、詳細には説明していない。

図２は、本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路２００の回路図を示している。予備充電回路２００は、バッテリ１０１と、バッテリ１０１に接続された充電器１０４と、充電器１０４からバッテリ１０１に予備充電電流を供給するために充電器１０４とバッテリ１０１との間に接続された予備充電パスと、予備充電パスを流れる電流を管理するために予備充電パスに接続された予備充電スイッチ２１４と、低電圧予備充電回路２０２とを有する。

前記低電圧予備充電回路２０２は、予備充電スイッチ２１４を制御するために、予備充電スイッチ２１４に接続されている。より詳細には、低電圧予備充電回路２０２は、前記バッテリのバッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるときに、予備充電スイッチ２１４をオンにするように構成されている。

さらに、予備充電回路２００は、通常(normal)予備充電回路２０１を有する。また、通常予備充電回路２０１は、予備充電スイッチ２１４を制御するために、予備充電スイッチ２１４に接続されている。より詳細には、通常予備充電回路２０１は、前記バッテリ電圧が第２バッテリ電圧レベル以上であるときに、予備充電スイッチ２１４をオンにするように構成されている。

一実施形態として、前記予備充電パスは、放電スイッチ１１２のボディダイオード２１２と、予備充電スイッチ２１４とを有する。予備充電スイッチ２１４がオンにされたとき、前記予備充電電流は、充電器１０４と、バッテリ１０１と、ボディダイオード２１２と、予備充電スイッチ２１４とを介して予備充電のためにバッテリ１０１に流れる。

さらに、予備充電回路２００は、前記制御装置１０２が動作可能であるとき、前記通常予備充電回路２０１を導通させるために、前記通常予備充電回路２０１に接続された制御装置１０２を有する。また、前記制御装置１０２が充電スイッチ１１２および放電スイッチ１１０を制御することに使用される点に、留意すべきである。

バッテリ電圧が第２バッテリ電圧レベル（例えば、リチウム・イオン・バッテリパックについて４．５Ｖ）以上であるときに、制御装置１０２は動作可能である。換言すれば、前記バッテリ電圧が第２バッテリ電圧レベル以上であるときに、通常予備充電回路２０１が電流を流す。

制御装置１０２は、バッテリ１０１によって供給された電源電圧を持つ電源端子ＶＤ３３を有する。バッテリ１０１が制御装置２０１の電源端子ＶＤ３３に十分な電力を供給するときに、制御装置１０２は動作可能である。一実施形態として、前記バッテリ電圧が第２バッテリ電圧レベル以上であるときに、バッテリ１０１は制御装置１０２に十分な電力を供給することができる。したがって、制御装置１０２はスイッチ１１６をオンさせるのに十分な電流を流すことができるとともに、通常予備充電回路２０１は電流を流す。しかしながら、前記バッテリ電圧が第２バッテリ電圧以下であるときは、制御装置１０２は動作可能ではない。そのようなものとして、制御装置１０２はスイッチ１１６をオンするために十分な電流を流すことができない。

効果として、前記バッテリ電圧が前記第１バッテリ電圧レベル以下であるときに、前記低電圧予備充電回路２０２は電流を流す。

前記低電圧予備充電回路２０２は、前記低電圧予備充電回路２０２の導通性を制御するために、グランドに接続された第１制御スイッチ２２０を有する。一実施形態として、第１制御スイッチ２２０がオンにされたとき、電流がグランドからスイッチ２２０、ダイオード２３０、抵抗２４０、ノードＮ２に流れる。したがって、前記第１制御スイッチ２２０がオンにされたとき、前記低電圧予備充電回路２０２が導通状態となる。その結果、前記予備充電スイッチ２１４はオンにされる。

さらに、前記低電圧予備充電回路２０２は、第１制御スイッチ２２０を制御するために、第１制御スイッチ２２０に接続された第２制御スイッチ２２２を有する。一実施形態として、前記第２制御スイッチ２２２がオフにされたとき、前記第１制御スイッチ２２０はオンにされる。

上述のように、前記制御装置１０２は、電源端子ＶＤ３３を有する。電源端子ＶＤ３３は、第２制御スイッチ２２２を制御するために、低電圧予備充電回路２０２に接続されている。

一実施形態として、前記第２制御スイッチ２２２はＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。前記端子ＶＤ３３での電源電圧が第２制御スイッチ２２２の閾値電圧（例えば、２．５Ｖ）以下であるとき、第２制御スイッチ２２２はオフのままでいる。上述のように、端子ＶＤ３３での電源電圧は、バッテリ１０１によって供給される。そのようなものの一実施形態として、前記バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル（例えば、リチウム・イオン・バッテリパックについて３．５Ｖ）以下であるとき、前記端子ＶＤ３３での電源電圧は第２制御スイッチ２２２の閾値電圧（例えば、２．５Ｖ）以下である。したがって、一実施形態として、前記バッテリ電圧が第１バッテリ電圧以下であるとき、前記第２制御スイッチ２２２がオフにされる。

上述のように、前記バッテリ電圧が第１バッテリ電圧以下であるとき（すなわち、前記端子ＶＤ３３での電源電圧が第２制御スイッチ２２２の閾値電圧以下であるとき）、前記第２制御スイッチ２２２はオフにされる。したがって、ノードＮ１での電圧はグランドに対して負である。一実施形態として、第１制御スイッチ２２０は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。結果として、第１制御スイッチ２２０はオンにされる。したがって、一実施形態として、前記バッテリ電圧が第１バッテリ電圧以下であるときに、第１制御スイッチ２２０はオンにされる。

一実施形態として、前記予備充電スイッチ２１４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。前記第１制御スイッチ２２０がオンにされたとき、充電器１０４の負端子ＣＨＧ−での電圧は、ノードＮ２での電圧に対して負である。したがって、予備充電スイッチ２１４は、前記予備充電パスを導通させるために、オンにされる。

動作において、前記バッテリ電圧が前記第２バッテリ電圧以上であるとき、前記通常予備充電回路２０１は前記予備充電スイッチ制御するための電流を流す。前記バッテリ電圧が前記第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、前記低電圧予備充電回路２０２は、予備充電スイッチを制御するための電流を流す。

通常、前記端子ＶＤ３３での電源電圧が電源電圧閾値（例えば、３．３Ｖ）以上であるとき、前記制御装置１０２は動作可能である。前記バッテリ電圧が第２バッテリ電圧（例えば、リチウム・イオン・バッテリパックについて４．５Ｖ）以上である限り、前記制御装置１０２は、端子ＶＤ３３での電源電圧を電源電圧閾値（例えば、３．３Ｖ）以上に維持することができる。したがって、制御装置１０２は、通常予備充電回路２０１のなかのスイッチ１１６をオンにするために、端子ＰＣＨＧにおいて十分な電流を流す。一旦、スイッチ１１５がオンにされると、予備充電スイッチ２１４はオンにされる。前記予備充電パスは、前記ボディダイオード２１２および前記予備充電スイッチ２１４を介して導通する。したがって、前記バッテリ１０１は、前記バッテリ電圧が前記第２バッテリ電圧以上であるとき、前記予備充電回路２０１によって予備充電(pre-charged)される。

その一方、前記バッテリ電圧が前記第２バッテリ電圧（例えば、リチウム・イオン・バッテリパックについて４．５Ｖ）以下であるとき、端子ＶＤ３３での電源電圧は電源電圧閾値（例えば３．３Ｖ）以下となる。端子ＶＤ３３での電源電圧が前記電源電圧閾値（例えば３．３Ｖ）以下であるとき、制御装置１０２は動作可能ではない。したがって、制御装置１０２が動作可能ではないので、バッテリ１０１は、通常予備充電回路２０１によって予備充電されることはできない。

上述のように、バッテリ電圧が低すぎるとき、制御装置１０２が動作可能ではないとともに、バッテリ１０１が通常予備充電回路２０１によって予備充電されることはできない。しかしながら、一実施形態において、前記バッテリ電圧が第１電源電圧以下である限り、バッテリ１０１は低電圧予備充電回路２０２によって予備充電されることができる。

より詳細には、バッテリ電圧が第１バッテリ電圧（例えば、リチウム・イオン・バッテリパックについて３．５Ｖ）以下であるとき、端子ＶＤ３３での電源電圧は第２制御スイッチの閾値電圧（例えば２．５Ｖ）以下である。一実施形態として、第２制御スイッチ２２２は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。この場合、そのゲート・ソース電圧がその閾値電圧よりも低いので、第２制御スイッチ２２２はオフにされる。したがって、ノードＮ１での電圧はグランドに対して負であるとともに、第１制御スイッチ（ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）２２０はオンにされる。

さらに、充電器１０４の端末ＣＨＧ−での電圧は、ノードＮ2での電圧に対して負である。したがって、予備充電スイッチ（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）２１４は、予備充電パスを導通させるために、オンにされる。予備充電パスは、ボディダイオード２１２および予備充電スイッチ２１４を介して導通する。したがって、前記バッテリ１０１は、前記バッテリ電圧が第１バッテリ電圧以下であるときに、低電圧プリチャージ回路２０２によってプリチャージされる。

一実施形態の効果として、前記バッテリ電圧がゼロまで下がったときに、前記低電圧予備充電回路２０２は、前記バッテリ１０１を予備充電するために、予備充電スイッチ２１４をオンにすることが依然として可能である。

図２においては、バッテリ充電ループがいかなる時でも完全にオフにされることがない。いつも充電器１０２から充電電流が流れ、バッテリ１０１、抵抗２５０、抵抗２５２、ダイオード２３２を通って、充電器１０２に戻る。さらに、充電器１０４が存在しているとき、端子ＶＤ３３からスイッチ２２２および抵抗２５２を通ってグランドまでへの直流パスがある。

図３は、本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路３００の回路図を示している。バッテリ・予備充電回路３００は、図２にしめされているように、抵抗２５０が取り外されている。その他のすべての要素および構成は、図２に示されているものと同一である。したがって、図２におけるものと同様の機能を持つ要素は、同一の符号を付けてあるとともに、簡素化および明確化のために、ここでは説明を繰り返さない。さらに、図３は、通常予備充電回路３０１および低電圧予備充電回路３０２のみを示している。充電および放電ループは、簡素化および明確化のために、ここでは省略されている。

図３を参照すると、バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、端子ＶＤ３３での電源電圧は、第２制御スイッチ（ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）２２２の閾値電圧以下となる。したがって、一実施形態として、第２制御スイッチ２２２はオフにされ、さらに第１制御スイッチ（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）２２０はオンにされる。予備充電スイッチ２１４は、バッテリ１０１への予備充電を許可するために、オンにされる。したがって、低電圧予備充電回路３０２は、前記バッテリ電圧が前記第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、予備充電スイッチ２１４をオンにする。通常予備充電回路３０１の動作は図２における通常予備充電回路２０１のものと同様であるので、簡素化および明確化のために、重複した説明はここでは省略されている。

効果として、図２に示されている抵抗２５０を取り除くことで、図３におけるバッテリ・プリチャージ回路３００は、図２に示すようなオフにすることができない充電ループを取り除いている。

しかしながら、図３では、第２制御スイッチ２２２がオフにされたとき、第１制御スイッチ２２０のゲート・ソース電圧が高くなる。さらに、充電器１０４が存在しているとき、端子ＶＤ３３からスイッチ２２２および抵抗２５２を通ってグランドまでの直流パスが依然としてある。本発明の他の実施形態が図４および図５に示されている。

図４は、本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路４００の回路図を示している。図２および図３におけるものと同様の機能を持つ要素は、同一の符号を付けてあるとともに、簡素化および明確化のために、ここでは説明を繰り返さない。

図４を参照すると、バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、端子ＶＤ３３での電源電圧は第２制御スイッチ２２２の閾値電圧以下となる。したがって、第２制御スイッチ２２２はオフである。そうすると、第１制御スイッチ２２０のゲートが抵抗２５２と、ダイオード２３２と、抵抗２４０と、抵抗４４３とを介して充電器１０４の負端子ＣＨＧ−に接続される。第１制御スイッチ２２０は、オンにされる。したがって、予備充電スイッチ２１４は、バッテリ１０１への予備充電を許可するために、オンにされる。したがって、低電圧予備充電回路４０２は、前記バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるときに、予備充電スイッチ２１４をオンにする。通常予備充電回路４０１の動作は図２における通常予備充電回路２０１のものと同様であるので、簡素化および明確化のために、反復した説明はここでは省略されている。

一実施形態の効果として、図４における第１制御スイッチ２２０のゲート・ソース電圧は、抵抗２４０および抵抗４４３に渡る電圧降下のために、図３における第１制御スイッチ２２０のゲート・ソース電圧よりも低い。その結果、図４における第１制御スイッチ２２０の破損を回避することができる。

さらに、充電器１０４が存在しているとき、また、端子ＶＤ３３からスイッチ２２２と、抵抗２５２と、抵抗２４０と、抵抗４４３を通ってグランドまでの直流パスがある。図２および図３の両方に戻って参照すると、充電器１０４が存在しているときに、端子ＶＤ３３からスイッチ２２２および抵抗２５２を通ってグランドまでの直流パスがある。効果として、図４において端子ＶＤ３３からスイッチ２２２と、抵抗２５２と、抵抗２４０と、抵抗４４３とを通ってグランドまで流れている直流電流は、図２および図３において端子ＶＤ３３からスイッチ２２２および抵抗２５２を通ってグランドまで流れている直流電流よりもはるかに小さい。したがって、図４での消費電力は低減される。

図５は、本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路５００１の回路図を示している。図２、図３および図４におけるものと同様の機能を持つ要素は、同一の符号を付けてあるとともに、簡素化および明確化のために、ここでは説明を繰り返さない。

図５を参照すると、バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、端子ＶＤ３３での電源電圧は、第２制御スイッチ（ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）２２２の閾値電圧以下である。したがって、第２制御スイッチ２２２はオフである。そうすると、第１制御スイッチのゲートは、充電器１０４の負端子ＣＧＨ−に、抵抗２５２と、ダイオード２３２と、抵抗２４０と、抵抗４４３とを介して接続されている。前記第１制御スイッチ（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）２２０はオンにされる。したがって、予備充電スイッチ２１４は、バッテリ１０１への予備充電を許可するために、オンにされる。そうすると、低電圧予備充電回路５０２は、前記バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、レチャージ・スイッチ２１４をオンにする。通常予備充電回路５０１の動作は図２の通常予備充電回路のものと同様であるので、簡素化および明確化のために、重複した説明はここでは省略する。

図５を再び参照すると、図５における端子ＶＤ３３から充電器の負端子ＣＧＨ−までの直流パスは、図４の直流パスと比較して、さらに一つの抵抗５４２を有する。効果として、図５の実施形態は、さらに消費電力を低減する。

図６は、本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路６００の回路図を示している。図２、図３、図４および図５におけるものと同様の機能を持つ要素は、同一の符号を付けてあるとともに、簡素化および明確化のために、ここでは説明を繰り返さない。

図６を参照すると、バッテリ・予備充電回路６００は、バッテリ１０１と、バッテリ１０１に接続された充電器１０４と、充電器１０４からバッテリ１０１に予備充電電流を供給するために充電器１０４とバッテリ１０１との間に接続された予備充電パスと、予備充電パスを流れる電流を管理するために予備充電パスに接続された予備充電スイッチ２１４と、バッテリ１０１に接続された制御装置１０２と、低電圧予備充電回路６０２と、通常予備充電回路６０１とを有する。

低電圧予備充電回路６０２は、予備充電スイッチ２１４を制御するために、バッテリ１０１と予備充電スイッチ２１４との間に接続されている。より詳細には、低電圧予備充電回路６０２は、バッテリ電圧が第１電圧レベル以下であるときに、予備充電スイッチ２１４をオンにするように構成されている。

通常予備充電回路６０１は、予備充電スイッチ２１４を制御するために、制御装置１０２と予備充電スイッチ２１４との間に接続されている。より詳細には、通常予備充電回路６０１は、バッテリ電圧が第２バッテリ電圧レベル以上であるときに、予備充電スイッチ２１４をオンにするように構成されている。

制御装置１０２は、通常予備充電回路６０１の導通性（conductance）を制御するために、前記通常予備充電回路６０１に接続されている。また、制御装置１０２は、充電スイッチ１１２および放電スイッチ１１０の制御に使用されることに、留意すべきである。充電および放電制御の詳細な動作は、簡素化および明確化のために、ここでは省略される。

図２を参照して説明されているように、制御装置１０２は、バッテリ電圧が第２バッテリ電圧レベル（例えば、リチウム・イオン・バッテリパックについて４．５Ｖ）以上であるときに、動作可能である。換言すれば、バッテリ電圧が第２バッテリ電圧レベル以上であるときに、通常予備充電回路６０１は導通する。

バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるときに、低電圧予備充電回路６０２は導通する。

低電圧予備充電回路６０２は、低電圧予備充電回路６０１の導通性を制御するための制御スイッチ６２０を有する。制御スイッチ６２０は、バッテリ電圧が第１電圧レベル以下であるときに、オンにされる。したがって、予備充電スイッチ２１４は、バッテリ１０１を予備充電（pre-charge）するために、予備充電パスで電流を流すために、オンにされる。

一実施形態として、制御スイッチ６２０は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。充電電圧Ｖpackとバッテリ電圧Ｖbattとの間の差が抵抗２４０，５４２，４４２およびダイオード２３０に渡る電圧と、制御スイッチ６２０の閾値電圧Ｖｔｈとの合計よりも大きい限り、制御スイッチ６２０はオンにされる。換言すれば、一実施形態として、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが第１電圧レベル以下であるとき、制御スイッチ６２０はオンにされる。

一実施形態として、予備充電スイッチ２１４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。制御スイッチ６２０がオンにされたとき、充電器１０４の負端子ＣＨＧ−での電圧は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ６２０のゲートでの電圧に対して負である。したがって、予備充電スイッチ２１４は、予備充電パスを導通させるために、オンにされる。

効果として、一実施形態としては、図６における抵抗２４０，５４２，４４３の抵抗およびスイッチ１１６の内部抵抗を調整することによって、前記第１バッテリ電圧レベルが第２バッテリ電圧レベルよりも高くなることができる。したがって、低電圧予備充電回路６０２と通常予備充電回路６０１の両方が予備充電スイッチ２１４をオンにする動作をする一定期間がある。これは、低電圧予備充電動作と通常予備充電動作との間をスムーズに移行することを導く。

動作において、バッテリ電圧が第２バッテリ電圧以上であるとき、通常予備充電回路６０１は、前記予備充電スイッチを制御する電流を流す。バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、低電圧予備充電回路６０２は、前記予備充電スイッチを制御する電流を流す。

上述のように、端子ＶＤ３３での電源電圧が例えば３．３Ｖの電源電圧閾値以上であるときに、制御装置１０２は動作可能である。バッテリ電圧が第２バッテリ電圧（例えば、リチウム・イオン・バッテリパックについて４．５Ｖ）以上である限り、制御装置１０２は、端子ＶＤ３３での電源電圧を電源電圧閾値（例えば、３．３Ｖ）以上に維持することができる。したがって、制御装置１０２は、通常予備充電回路６０１のなかのスイッチ１１６をオンにするために、端子ＰＣＨＧにおいて十分な電流を流す。一旦、スイッチ１１６がオンにされると、予備充電スイッチ２１４はオンにされる。前記予備充電パスは、前記ボディダイオード２１２および前記予備充電スイッチ２１４を介して導通する。したがって、バッテリ１０１は、前記バッテリ電圧が前記第２バッテリ電圧以上であるとき、前記通常予備充電回路６０１によって予備充電される。

その一方、前記バッテリ電圧が前記第２バッテリ電圧（例えば、リチウム・イオン・バッテリパックについて４．５Ｖ）以下であるとき、端子ＶＤ３３での電源電圧は電源電圧閾値（例えば３．３Ｖ）以下となる。端子ＶＤ３３での電源電圧が前記電源電圧閾値（例えば３．３Ｖ）以下であるとき、制御装置１０２は動作可能ではない。したがって、制御装置１０２が動作可能ではないので、バッテリ１０１は、通常予備充電回路６０１によって予備充電されることはできない。

上述のように、バッテリ電圧が低すぎるとき、制御装置１０２は動作可能ではないとともに、バッテリ１０１を通常予備充電回路６０１によって予備充電することができない。しかしながら、バッテリ電圧が第１電源電圧以下である限り、バッテリ１０１は低電圧予備充電回路６０２によって充電されることができる。

さらに詳細には、バッテリ電圧が第１バッテリ電圧（例えばＶpack −Ｖ240−Ｖ542−Ｖ443−Ｖ230−Ｖth）以下であるとき、制御スイッチ６２０はオンにされる。一実施形態として、予備充電スイッチ２１４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。制御スイッチ６２０がオンにされたとき、充電器１０４の負端子ＣＨＧ−での電圧は、制御スイッチ６２０のゲートでの電圧に対して負である。したがって、予備充電スイッチ２１４は、予備充電パスを導通させるために、オンにされる。したがって、バッテリ１０１は、バッテリ電圧が第１バッテリ電圧以下であるとき、前記低電圧予備充電回路６０１によって予備充電される。

効果として、一実施形態としては、バッテリ電圧がゼロに下がったとき、低電圧予備充電回路５０２は、バッテリ１０１を予備充電するために、依然として、予備充電スイッチ２１４をオンにすることができる。

図７は、本発明の一実施形態に係る電子装置７００の回路図を示している。電子装置７００は、負荷７１０と、負荷７１０に電力を供給するために負荷７１０に接続されたバッテリ１０１と、バッテリ１０１に接続された充電器１０４と、バッテリ１０１に充電電流を供給するためにバッテリ１０１に接続された充電回路７２０と、バッテリ１０１に放電電流を流させるためにバッテリ１０１に接続された放電回路７３０と、バッテリ１０１に予備充電電流を供給するためにバッテリ１０１に接続された予備充電回路７４０とを有する。

さらに、前記予備充電回路７４０は、一実施形態として、図２，図３，図４，図５および図６に示されているような予備充電回路に類似している。例えば、一実施形態として、図７の予備充電回路７４０は、充電器１０４からバッテリ１０１に予備充電電流を供給するために充電器１０４とバッテリ１０１との間に接続された予備充電パスと、予備充電パスを流れる電流を管理するために予備充電パスに接続された予備充電スイッチ２１４と、図２に示すような低電圧予備充電回路２０２とを有するものとしてもよい。さらに、予備充電回路７４０は、図２に示すような通常予備充電回路２０１を有するものとしてもよい。図２の予備充電回路についての詳細な説明は、簡素化および明確化のために、重複した説明がないように記載されている。

したがって、本発明は、バッテリ電圧が低いまたは平均ゼロのときに、予備充電（pre-charge）を実行できるバッテリ・予備充電（予備充電）回路を提供する。そこで、本発明は、バッテリ電圧が低いときにバッテリに低電圧で予備充電し、制御装置が動作可能であるときに普通に予備充電する。

以上の詳細な説明および図面は、本発明の好適実施形態を示しており、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の技術思想の趣旨および範囲から逸脱しない範囲で、そこに様々な追加、変更および置換が可能であると理解されるべきである。本発明は、本発明の技術思想から逸脱しないことを条件として、形式、構成、処理、比率、材質、要素および構成部品並びにその他のについて、多くの変更をすることができ、それらを本発明の実施において使用することができ、特定の環境で特に使用され動作することが可能であると、当業者は理解する。したがって、ここで開示された実施形態は、あらゆる点で一例であって、添付の特許請求の範囲によって示されている本発明の範囲およびそれらの適法な均等物について、限定的なものではなく、以上の詳細な説明に制限されないことに配慮される。

従来技術に係る予備充電を実行できる典型的なバッテリ保護回路を示す。 本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路の回路図を示す。 本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路の他の回路図を示す。 本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路の他の回路図を示す。 本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路の他の回路図を示す。 本発明の一実施形態に係るバッテリ・予備充電回路の他の回路図を示す。 本発明の一実施形態に係る電子装置の回路図を示す。

符号の説明

１０１ バッテリ
１０２ 制御装置
１０４ 充電器
２００ 予備充電回路
２０１ 通常予備充電回路
２０２ 低電圧予備充電回路
２１４ 予備充電スイッチ

Claims (19)

1. 充電器からバッテリに予備充電電流を供給するために、前記充電器と前記バッテリとの間に接続された予備充電パスと、
   前記予備充電パスに電流を流すために、前記予備充電パスに接続された予備充電スイッチと、
   前記予備充電スイッチを制御するために前記予備充電スイッチに接続された低電圧予備充電回路とを有し、
   前記低電圧予備充電回路は、前記バッテリのバッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下のときに、前記予備充電スイッチをオンにするように構成されていることを特徴とする予備充電回路。
2. 前記予備充電スイッチを制御するために前記予備充電スイッチに接続された通常予備充電回路をさらに有し、
   前記通常予備充電回路は、前記バッテリ電圧が第２バッテリ電圧レベル以上のときに、前記予備充電スイッチをオンにするように構成されている請求項１に記載の予備充電回路。
3. 前記通常予備充電回路に接続された制御装置をさらに有し、
   前記制御装置は、該制御装置が動作可能なときに、前記通常予備充電回路を動作させるためのものであり、
   さらに前記制御装置は、前記バッテリ電圧が前記第２バッテリ電圧レベル以上のときに、動作可能となるものである請求項２に記載の予備充電回路。
4. 前記低電圧予備充電回路は、前記バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下のときに、動作するものである請求項３に記載の予備充電回路。
5. 前記低電圧予備充電回路は、該低電圧予備充電回路の導通性を制御する第１制御スイッチを有する請求項４に記載の予備充電回路。
6. 前記低電圧予備充電回路は、前記第１制御スイッチを制御するために、前記第１制御スイッチに接続された第２制御スイッチをさらに有する請求項５に記載の予備充電回路。
7. 前記制御装置は、前記第２制御スイッチを制御するために、前記第２制御スイッチに接続された電源端子を有し、
   前記電源端子からの供給電力は、前記バッテリによって供給される請求項６に記載の予備充電回路。
8. 前記第１制御スイッチは、前記バッテリ電圧が前記第１バッテリ電圧以下であるとき、オンにされる請求項５に記載の予備充電回路。
9. 前記第２制御スイッチは、前記バッテリ電圧が前記第１バッテリ電圧以下であるとき、オフにされる請求項７に記載の予備充電回路。
10. 充電器からバッテリに予備充電電流を供給するために、前記充電器と前記バッテリとの間に接続された予備充電パスと、
    前記予備充電パスに電流を流すために、前記予備充電パスに接続された予備充電スイッチと、
    前記予備充電スイッチを制御するために、前記バッテリと前記予備充電スイッチとの間に接続された低電圧予備充電回路と、
    前記予備充電スイッチを制御するために、制御装置と前記予備充電スイッチとの間に接続された通常予備充電回路と、
    前記通常予備充電回路に接続された制御装置とを有し、
    前記低電圧予備充電回路は、前記バッテリのバッテリ電圧が前記第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、前記予備充電スイッチをオンにするように構成されており、
    前記通常予備充電回路は、前記バッテリ電圧が前記第２バッテリ電圧レベル以上のときに、前記予備充電スイッチをオンにするように構成されており、
    前記制御装置は、該制御装置が動作可能なときに、前記通常予備充電回路を動作させるものであり、
    さらに前記制御装置は、前記バッテリ電圧が前記第２バッテリ電圧レベル以上であるときに、動作可能となるものであることを特徴とする予備充電回路。
11. 前記第１バッテリ電圧レベルは、前記第２バッテリ電圧レベルよりも高い請求項１０に記載の予備充電回路。
12. 前記低電圧予備充電回路は、前記バッテリ電圧が前記第１バッテリ電圧よりも低いときに、動作する請求項１１に記載の予備充電回路。
13. 前記低電圧予備充電回路は、該低電圧予備充電回路の導通を制御するための制御スイッチを有する請求項１２に記載の予備充電回路。
14. 前記制御スイッチは、前記バッテリ電圧が前記第２バッテリ電圧レベルよりも低いとき、オンにされる請求項１３に記載の予備充電回路。
15. バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、予備充電スイッチを制御するために、低電圧予備充電回路から電流を流すステップと、
    前記バッテリ電圧が第２バッテリ電圧以上であるとき、前記予備充電スイッチを制御するために、通常予備充電回路から電流を流すステップと、
    予備充電パスにおける前記予備充電スイッチをオンにするステップと、
    予備充電電流をバッテリに供給するために、前記予備充電パスにおいて電流を流すステップとを有する予備充電方法。
16. 前記バッテリ電圧が前記第１バッテリ電圧レベル以下であるときに、前記低電圧予備充電回路に導通性を生じさせるために、前記低電圧予備充電回路における第１制御スイッチをオンにするステップをさらに有する請求項１７に記載の方法。
17. 前記バッテリ電圧が前記第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、前記第１制御スイッチに導通性を生じさせるために、前記低電圧予備充電回路における第２制御スイッチをオフにするステップをさらに有する請求項１９に記載の方法。
18. 負荷と、
    前記負荷に電力を供給するために、前記負荷に接続されたバッテリと、
    前記バッテリに接続された充電器と、
    前記バッテリに充電電流を供給するために、前記バッテリに接続された充電回路と、
    前記バッテリに放電電流を生じさせるために、前記バッテリに接続された放電回路と、
    予備充電電流を前記バッテリに供給するために、前記バッテリに接続された予備充電回路とを有し、
    前記予備充電回路は、
    前記充電器から前記バッテリに予備充電電流を供給するために、前記充電器と前記バッテリとの間に接続された予備充電パスと、
    前記予備充電パスを管理するために、前記予備充電パスに接続された予備充電スイッチと、
    前記予備充電スイッチを制御するために、前記予備充電スイッチに接続された低電圧予備充電回路とを有し、
    前記低電圧予備充電回路は、前記バッテリ電圧が第１バッテリ電圧レベル以下であるとき、前記予備充電スイッチをオンさせる構成となっていることを特徴とする電子装置。
19. 前記予備充電回路は、前記予備充電スイッチを制御するために、前記予備充電スイッチに接続された通常予備充電回路をさらに有し、
    前記通常予備充電回路は、前記バッテリ電圧が第２バッテリ電圧レベル以上であるときに、前記予備充電スイッチをオンにするように構成されている請求項１８に記載の電子装置。

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